[发明专利]制造管式框架的方法

说明书

根据本发明的方法允许在仅采粗糙容差的管件(R)上产生实际切割轮廓，其他管件(R)可以附接并焊接于其上，其中，通过修改该实际切割轮廓，管件(R)的粗糙形状容差不会并入容差链或仅略微并入容差链就能将管件(R)完全焊接成管式框架。该方法还允许通过抓取臂自动拾取预先定向的管件(R)并将其进给到激光切割装置。

技术领域

管式框架代表一种由大量单根管件组成的金属结构，这些管件例如通过焊接而相互连接。相较于由具有相同抗拉强度的实心型材制成的框架，管式框架的特征在于质量与强度之比更佳，因此特别适用于仅要求轻重承重结构的情况。

背景技术

为了建立期望的结构，需将管件在预定的相对位置彼此焊接。这样在接口处建立连接，这些接口均由管件上的两个接合面形成。这两个接合面一般分别表示为此在一根管件上制成的切割轮廓和另一根管件的配合管壳面，或者为此在另一根管件上制成的另一切割轮廓。切割轮廓可以通过冲切或切割管件制成。

由具有圆形横截面且部分弯曲的管件制造管式框架的缺陷在于，相同管件的弯曲半径因生产条件而波动较大，这导致各个管件在其管轴方向上的尺寸精度相对较低。

现有技术中公知两种不同的方法来修剪弯曲的管件或管状部件(下文统称为管件)。这两种方法可以使用激光作为切割工具来自动进行。

在实践中公知的第一种方法中，在切割工序之前，在管件中引入基准孔，经由这些基准孔将管件容纳在工件容纳部中，以使管件相对于切割工具定位。这样以基准孔相对于工件容纳部的预定位置保持管件。在自动化切割中，切割管件所沿的切割轮廓基于这些切割轮廓相对于基准孔位置的空间位置来界定，而这与管件弯曲部相对于额定值的可能容差偏差无关。基准孔的位置选取为使得可插到容纳部中的管件也处于管件弯曲部的预定容差范围内。这样就能通过插接性标准断定管件是含在容差之内还是超出容差之外。由于管件的几何容差，不可能通过抓具进行定义的自动化拾取并经由基准孔插到工件容纳部中。

在实践中公知的第二种方法中，将管件置入到工件容纳部中，其中管件在接触区域内停定。这里，由于管件的几何容差，也必须手动置入管件。无法置入指定范围的管件以其弯曲半径偏离额定值达某种程度，以至于管件弯曲部不再处于指定的弯曲容差内。一方面，这种情况的缺陷在于，管件在工件容纳部中的固定位置导致切割工具(例如激光束)只能在有限的范围内接近管件。只有将管件移到另一个工件容纳部中，才能触及管件上被工件容纳部隐藏的区域来进行加工。这会导致增加时间成本和设备开销。另一方面，未能界定容纳部的接触区域之外的管件形状偏差，因此可能在管件上切割出超出容差的切割轮廓，并无意中将有缺陷的管件供给到进一步处理。

特别是在制造复杂的焊接组件(例如管式框架)时，其缺陷尤其在于，直到管件的后续焊接工序才会发觉管件未能在全部接口处相互连接，因为单个管件上的切割轮廓偏离预定的额定位置过远，最终导致管件彼此之间的空间位置偏差在容差链中累积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造管式框架的方法，该方法的自动化程度相对更高并能有利地缩短生产中观察到的容差链。

本发明达成上述目的的解决方案为一种制造管式框架的方法，该管式框架由数个管件组成，这些管件在多个实际接口处均经由两个接合面彼此焊接。每两个接合面中的至少一个接合面表示实际切割轮廓，沿该实际切割轮廓用激光束冲切或切割两个待焊接管件中的一个管件之后进行焊接。针对各个管件分别计算容差包络，并参考有关进给装置的坐标系存储该容差包络。针对管式框架确定具有额定切割轮廓的额定切割轮廓图案，这些额定切割轮廓各与实际切割轮廓之一相关联，并将这些额定切割轮廓与各个管件的容差包络相关地存储。